Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Прочие arrow Квалиметрия и системный анализ

РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ СЛОЖНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ

Общие сведения

Важнейшей технической характеристикой качества является надежность. Слово «надежность» в русском языке связано с понятием надежды — надежды на длительную и безотказную пригодность к эксплуатации или, в широком смысле, к потреблению. В самом понятии надежности заключается элемент некоторой неуверенности и неопределенности. И, по-видимому, не случайно надежность как свойство изделий оценивается вероятностными характеристиками, основанными на статистической обработке экспериментальных данных. Вероятностные методы определения показателей надежности позволяют вполне определенно и достаточно хорошо оценивать надежность работы машин и других технических изделий.

По мере технического прогресса наблюдается усложнение технических изделий. Основное противоречие в развитии современной техники заключается в том, что если не предпринимать необходимые меры по повышению надежности, то чем сложнее, быстрее и точнее работа техники, тем менее она надежна. Следовательно, решение проблемы надежности является не только важной технической, но и серьезной экономической задачей.

Как уже говорилось (см. гл. 2), надежностью называют свойство изделия сохранять в установленных пределах времени значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремонтов, хранения, транспортировки и других действий. Эта способность должна сохраняться даже при наличии внешних климатических и механических воздействий на само изделие и различных физико-химических процессов в его элементах. Надежность — неотъемлемый показатель качества любого промышленного изделия и любой радиоэлектронной аппаратуры, в том числе, конечно, средств измерений, компьютеров и других устройств вычислительной техники.

Качество изделия определяется совокупностью многих свойств, таких, например, как чувствительность, дальность действия, точность, а для средств электронно-вычислительной техники — объем памяти, быстродействие и т.д. В число свойств, определяющих качество, входит и надежность, однако этот показатель качества существенным образом отличается от остальных. Надежность, взятая отдельно, еще не означает технического совершенства изделия. Это изделие может быть очень надежным в работе, но обладать низкими техническими характеристиками. Однако если совершенное по техническим характеристикам изделие не обладает необходимой надежностью, то все остальные показатели качества теряют свое практическое значение, поскольку они не могут быть полностью использованы в работе.

Если какое-то устройство неисправно, то оно не выполняет свои функции. Но для сложного устройства, работа которого определяется многими показателями, иногда довольно трудно установить, выполняет ли оно свои функции. В связи с этим вводится понятие работоспособности, которое определяется как такое состояние технической системы, при котором она выполняет свои функции, сохраняя все значения параметров в пределах, заданных техническими условиями на данное изделие.

Характеристики надежности основываются на учете событий, называемых отказами и характеризующих одно из двух возможных состояний элементов и изделий: работоспособное и неработоспособное. Отказ — это такое событие, после которого отдельный элемент или все устройство перестают выполнять свои функции либо нарушается работоспособность аппаратуры. Отсутствие отказов в процессе эксплуатации является признаком высокой надежности. Отказ трактуется как случайное событие, и потому все количественные характеристики надежности основаны на учете времени до возникновения отказа.

Причинами возникновения отказов могут быть:

> конструктивные ошибки и недостатки, например недостаточная прочность отдельных элементов или конструкции; неудачная компоновка узлов; недостаточная защищенность конструкции от попадания влаги, пыли, от разогрева; неудобство обслуживания и др.;

> производственные недостатки в изготовлении — скрытые дефекты; некондиционные материалы; нарушения технологии изготовления и сборки и др.;

> неправильная эксплуатация и техническое обслуживание — невыполнение эксплуатационных инструкций, несоблюдение правил технического обслуживания из-за низкой квалификации обслуживающего персонала; неисправности вспомогательных механизмов и т.д.;

> внешние факторы — повышенная или низкая температура; повышенная влажность; повышенное или пониженное атмосферное давление; загрязненность воздуха и др.;

> некачественный ремонт — несоответствие материала, технологии изготовления (методов, режимов, точности и качества обработки) и сборки первоначальным условиям изготовления; плохой контроль за проведением ремонта.

По характеру возникновения отказы классифицируют на:

> внезапные, которые нельзя заранее предусмотреть;

> постепенные, когда условия, приводящие к отказу, накапливаются постепенно (износ, перегрев, усталостные явления, старение, деформации);

> периодические, повторяющиеся через некоторые промежутки времени, по мере накопления условий, приводящих к отказу; после восстановления нормальных условий (температура, давление и др.) система как бы самовосстанавливается и продолжает функционировать.

Проявления отказов могут быть явными, скрытыми, независимыми и зависимыми. Независимым является отказ, который не обусловлен отказом других элементов системы. Отказ какого-либо элемента системы, вызванный отказом других ее элементов, является зависимым. Отказ может быть также случайным или явно закономерным. В теории надежности отказ обычно рассматривается как событие независимое, случайное.

Восстановление — процесс обнаружения и устранения отказа (повреждения) изделия с целью восстановления его работоспособности (устранение неисправности).

По способности к восстановлению изделия подразделяются на восстанавливаемые и невосстанавливаемые.

Восстанавливаемое изделие — изделие, работоспособность которого в случае возникновения отказа подлежит восстановлению в рассматриваемой ситуации.

Невосстанавливаемое изделие — изделие, работоспособность которого в случае возникновения отказа не подлежит восстановлению в рассматриваемой ситуации.

Основным способом восстановления работоспособности является ремонт. В зависимости от того, предусмотрены или нет операции ремонта, изделия подразделяются на ремонтируемые и перемонтируемые.

Информационно-измерительные системы, средства измерений и их элементы (блоки, узлы и т.п.) относят к классу восстанавливаемых систем, в которых после возникновения отказа за некоторое время восстановления Тв происходит поиск и замена (или ремонт) отказавшего элемента. Далее система вновь функционирует нормально. После нескольких отказов и восстановлений система (элемент) подвергается среднему или капитальному ремонту; после нескольких ремонтов система снимается с эксплуатации по техническому состоянию.

В зависимости от сложности устранения различают отказы: а) устраняемые в порядке технического обслуживания; б) устраняемые при среднем или капитальном ремонте. В зависимости от места устранения различают: а) отказы, устраняемые в эксплуатационных условиях; б) отказы, устраняемые только в стационарных условиях.

Ненадежная работа, например, средств измерений является причиной потери точности измерений и наносит ущерб народному хозяйству. Поэтому при разработке аппаратуры стараются использовать высоконадежные электрорадиоэлементы, предусматривают резервирование отдельных блоков или узлов, разрабатывают аппаратуру встроенного автоматического контроля для обнаруженин внезапных отказов и предупреждения постепенных отказов, совершенствуют конструкции блоков для обеспечения быстрого восстановления и ремонта отказавших узлов и т.д. Однако все эти меры ведут к удорожанию аппаратуры, увеличению сроков разработки, изготовления и ввода ее в эксплуатацию. Поэтому оптимальное построение средств измерения должно выполняться по критерию минимума экономических и временных затрат при условии, что реальная надежность работы средств измерения обеспечивается не хуже некоторой заданной величины.

 
Посмотреть оригинал
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >
 

Популярные страницы